Un grupo de astrónomos plantea 88 galaxias muy lejanas que podrían ser objeto de estudio con el telescopio James Webb. Algunas podrían tener, incluso, menos de 200 millones de años. Por lo que podrían estar entre las primeras galaxias del universo, uno de los grandes objetivos del telescopio.
88 galaxias muy lejanas que podrían ser observadas con NIRCam
Uno de los grandes objetivos del telescopio James Webb es lograr observar las primeras galaxias del universo. Especialmente, se quiere entender cuándo se formaron y cómo eran sus estrellas. La comunidad astronómica está ansiosa por utilizar los datos del telescopio para explorar esas primeras etapas. Con el telescopio, será posible tener una historia mucho más detallada de la evolución del universo tras el Big Bang. La llegada de las primeras imágenes del telescopio, el 13 de julio de 2022, han servido para resaltar su potencia.
La capacidad de observación, en el espectro infrarrojo, del telescopio James Webb permitirá profundizar en una época que el telescopio Hubble no puede observar. Por ello, un grupo de astrónomos de Estados Unidos, Israel y China ha propuesto utilizar los datos del telescopio para buscar algunas de las primeras galaxias. Concretamente, quieren observar objetos que tengan un desplazamiento al rojo superior a z~11. Esa cifra equivale, aproximadamente, al momento en el que el universo apenas tenía 420 millones de años.
El instrumento para conseguir este objetivo es NIRCam (Near-infrared Camera), es una cámara de infrarrojo cercano, y las imágenes de objetos muy distantes que es capaz de producir. Debería poder llegar a observar el universo apenas decenas de millones de años tras el Big Bang. Si en aquel momento ya había galaxias, podría ver cómo comenzaban a tomar forma. Su aspecto sería el de la era de la reionización. En aquel momento, que siguió a lo que se conoce como la era oscura, la luz podía viajar libremente por el joven universo.
La necesidad de una lente gravitacional
Para lograr esas observaciones, sin embargo, NIRCam no basta. Es necesario que el propio universo ayude al telescopio. Aquí es donde la imagen del cúmulo de galaxias SMACS 0723-73 vuelve a entrar en escena. Este cúmulo de galaxias es tremendamente masivo. Gracias a su influencia gravitacional, es una lente gravitacional magnífica. Algo similar a una lupa que permite amplificar galaxias que se encuentran todavía más lejos. El campo de observación de NIRCam es muy grande. Tanto que ha podido observar el cúmulo y la región a su alrededor.
No todo lo que se observa en esa imagen ha sido amplificado por la lente gravitacional. Por lo que se ha podido comprobar que, incluso en esas regiones donde el efecto no está en marcha, el telescopio James Webb puede ver más lejos que Hubble. Así que este equipo de investigadores ha realizado una búsqueda de posibles galaxias a analizar con más detenimiento. La información utilizada es, precisamente, de las observaciones del cúmulo SMACS 0723. En total, han identificado 88 posibles galaxias a distancias muy grandes.
Su desplazamiento al rojo (que se representa con la letra z, e indica cuánto se ha estirado su luz por la expansión del cosmos) es, como mínimo, superior a 11. Algunas podrían llegar a estar a distancias de z~20. O lo que es lo mismo, quizá incluso por debajo de cuando el universo tenía 100 millones de años. Si las sospechas se confirmasen, estaríamos ante un hallazgo que resultaría revolucionario. Obligaría a modificar la historia de las primeras etapas del universo. Implicaría, por ejemplo, que la época de reionización tuvo que empezar antes de lo esperado.
88 posibles galaxias lejanas… ¿cuántas se confirmarán?
En la actualidad, se plantea que la era de la reionización comenzó 370 000 años después del Big Bang. Hasta ese punto, el universo estaba en un estado caliente y denso, repleto de gas ionizado. Con el paso del tiempo, se enfrió lo suficiente para que los protones y neutrones pudiesen combinarse y formar átomos neutrales. En ese momento es cuando, por fin, la luz de las primeras galaxias y estrellas pudo moverse libremente por el universo. Si la sospecha de los investigadores es correcta, sobre el momento en el que se ven algunas de esas galaxias, la situación cambia.
Hay que confirmar, por tanto, si alguna de esas 88 galaxias muy lejanas podría estar siendo observada cuando el universo tenía menos de 100 millones de años. Si fuese así, podría indicar que la época de reionización no duró tanto como se pensaba. La única forma de obtener la respuesta será utilizar las observaciones de NIRCam, así como los análisis del espectro de esas galaxias, para confirmar su edad. Algo que, a su vez, ayudará a refinar la historia del universo y cómo ha evolucionado desde el Big Bang hasta el presente.
Lo más interesante, quizá, es que estos primeros estudios están surgiendo cuando el telescopio acaba de entrar en funcionamiento. Puede que no haya que esperar mucho para que comience la revolución del telescopio James Webb. Esas galaxias lejanas, que vemos cuando eran muchísimo más jóvenes que la Vía Láctea, serán una llave para entender mejor la historia del cosmos. Además, a esto hay que sumarle el ansiado estudio de las atmósferas de exoplanetas cercanos. Así que las sorpresas pueden llegar en muchos ámbitos diferentes…
Estudio
El estudio es Y. Haojing, M. Zhiyuan, L. Chenxiaoji et al.; «First Batch of Candidate Galaxies at Redshifts 11 to 20 Revealed by the James Webb Space Telescope Early Release Observations». Puede consultarse en arXiv, en este enlace.
Referencias: Universe Today
